Исследование структуры и свойств сплава Cu-37%Zn при квазисферическом взрывном нагружении

И.В. Хомская1,2, В.И. Зельдович1, А.Э. Хейфец1*, Н.П. Пурыгин3
1Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, ул. С. Ковалевской 18, 620990, Екатеринбург, Россия
2Уральский федеральный университет имени Первого Президента России Б.Н. Ельцина, ул. Мира 19, 620002, Екатеринбург, Россия
3Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина», ул. Васильева 13, 456770, а/я 245, Снежинск, Россия
Аннотация
В работе исследована связь между параметрами нагружения мощными сходящимися ударными волнами (сверхвысоким давлением  40-300 ГПа, высокоскоростной деформацией 100000-10000000 с-1, растягивающими напряжениями при разгрузке 0.25-1.75 ГПа и температурой 100-2500°С) и структурными изменениями в сплаве Cu-37мас%Zn (латуни Л63), основные из которых  эффекты локализованной деформации, полиморфные бета – альфа – бета превращения, плавление и кристаллизация. Исследование выполняли на шаровых образцах диаметром 60 и 40 мм. Образцы подвергали воздействию взрыва сферического заряда взрывчатого вещества толщиной 10 и 20 мм, инициируемого с поверхности в двенадцати точках, равномерно расположенных на по-верхности заряда. Давление на поверхности шаров по расчету составляло 40 и 70 ГПа, в центре 180 и 300 ГПа. Для предохране-ния образцов от разрушения растягивающими напряжениями при разгрузке образцы и заряды помещали в массивный металлический корпус. Установлена корреляция макроструктурных и микроструктурных изменений с особенностями геометрии удар-но-волнового воздействия. Изучены эффекты взаимодействия сходящихся ударных волн и связанные с ними явления локализации пластической деформации и разрушения. Зарождение радиальных трещин в шаровых образцах происходит на таком рас-стоянии от центра фокусировки, где величина растягивающих напряжений при разгрузке начинает превышать динамический предел прочности материала. Определено, что в шаровом образце из латуни это расстояние соответствует половине радиуса образца, при этом значение растягивающих напряжений составляет ~1.3 ГПа, то есть близко к динамической откольной прочности латуни – 1.75 ГПа и в 5 раз превышает статический предел прочности латуни.
Получена: 21 сентября 2015   Исправлена: 27 сентября 2015   Принята: 28 сентября 2015
Просмотры: 27   Загрузки: 12
Ссылки
1.
E.I. Zababakhin, I.E. Zababakhin. Phenomena ofunlimited cumulation. Moscow, Science. (1988) 172 p. (inRussian) [Е.И., Забабахин, И.Е. Забабахин. Явлениянеограниченной кумуляции. М. Наука. 1988. 172 с.]
2.
V.I. Buzanov, N.P Purygin. Proceeding of X Conf. onCombustion and Explosion. Chernogolovka, (1992).131-132 p. (in Russian) [В.И. Бузанов, Н.П. Пурыгин.Труды X конф. по горению и взрыву. Черноголовка,(1992). 131-132 c.]
3.
B.V. Litvinov, V.I. Zel’dovich, O.S. Rinkevich, N.P.Purygin, V.I. Buzanov. J. de Physique IV. 4 (C 8), 399-402(1994).
4.
А.Е. Kheifets, V.I. Zel’dovich, B.V. Litvinov, N.P. Purygin,N.Yu. Frolova, I.V. Khomskaya, O.S. Rinkevich. Physics ofMetals and Metallography. 90, (Supp l), 108-132 (2000).
5.
V.I. Zel’dovich, I.V. Khomskaya, N.Yu. Frolova, А.Е.Kheifets, B.V. Litvinov, N.P. Purygin. AIP ConferenceProceedings. New York: Melville. 849, 62-67 (2006).
6.
I.V. Khomskaya А.Е. Kheifets, V.I., Zel’dovich,B.V. Litvinov, N.P. Purygin. Physics of Metals andMetallography. 106, 302-310 (2008)
7.
G.I. Kanel’, V.E. Fortov, S.V. Razorenov. Physics-Uspekhi.177, 809–830 (2007).
8.
Shock waves and high-strain-rate phenomena in metals.Ed. by M.A. Meyers, L.E. Murr. NY-L. Plenum press(1981) 512 p.
9.
V.I. Zel’dovich, I.V. Khomskaya, A.A. Deribas, A.N.Kiselev Physics of Metals and Metallography. 60, 101-108(1985).
10.
R.F. Trunin, L.F. Gudarenko, M.V., Zhernokletov, G.V.Si-makov. Proceeding of VI International Conf. “VIKhariton’s Topical Scientific Readings”. Sarov. (2001) Р.81-85.
11.
G.I. Kanel’, S.V. Razorenov, A.V. Utkin, V.E. Fortov. Shockwave effects in condensed media. Moscow.Yanus-K,(1996) 408 p (in Russian) [Г.И Каннель, С.В Разоренов,А.В. Уткин, В.Е. Фортов. Ударно-волновые явления вконденсированных средах. М. Янус-К. 1996. 408 с]
12.
R.G. McQueen, S.P. Marsh. Appl. Phys. 36, 1253-1269(1965).
13.
E.Yu. Tonkov. Phase transformations in compoundsunder high pressure, Moscow. Metallurgy. (1988), 1, 464p (in Russian) [Е.Ю. Тонков. Фазовые превращениясоединений при высоком давлении. М.: Металлургия. 1988. Т.1. 464 с.]